[发明专利]一种非晶碳复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种非晶碳复合涂层，其特征在于，由依次沉积在基体上的纯钛底层、碳-钛过渡层和含钛非晶碳顶层构成，所述含钛非晶碳顶层由原子百分比含量90%～95%非晶碳和5%～10%钛组成，非晶碳有sp2和sp3两种形式，所述含钛非晶碳顶层中sp3形式的非晶碳原子百分比含量从含钛非晶碳顶层靠近碳-钛过渡层的一侧到另一侧由20%～30%逐渐增加到40%～50%。

2.根据权利要求1所述的非晶碳复合涂层，其特征在于，所述含钛非晶碳顶层中垂直于该含钛非晶碳顶层厚度方向的各截面成分相同，均由原子百分比含量90%～95%非晶碳和5%～10%钛组成。

3.根据权利要求1所述的非晶碳复合涂层，其特征在于，所述碳-钛过渡层由碳和钛组成，其中，所述碳-钛过渡层中碳含量从碳-钛过渡层靠近纯钛底层的一侧至碳-钛过渡层靠近含钛非晶碳顶层的一侧由0逐渐增加，所述碳-钛过渡层中钛含量从碳-钛过渡层靠近纯钛底层的一侧至碳-钛过渡层靠近含钛非晶碳顶层的一侧由100%逐渐减小，所述碳-钛过渡层靠近含钛非晶碳顶层一侧的碳含量和钛含量分别与所述含钛非晶碳顶层中非晶碳含量和钛含量对应相等。

4.根据权利要求1所述的非晶碳复合涂层，其特征在于，所述纯钛底层的厚度为100nm～200nm。

5.根据权利要求1所述的非晶碳复合涂层，其特征在于，所述碳-钛过渡层的厚度为250nm～350nm。

6.根据权利要求1所述的非晶碳复合涂层，其特征在于，所述含钛非晶碳顶层的厚度为1.05μm～1.55μm。

7.根据权利要求1~6任一项所述的非晶碳复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将基体置放于旋转工作台上，在旋转工作台的外围放有两个碳靶和一个钛靶，将腔体预抽真空，通入氩气，进行预溅射；

2）用3～5A的钛靶电流、-100～-200V的偏压在基体上沉积纯钛底层，氩气流量控制在20～30sccm，沉积时间为3～5min；

3）钛靶电流从3～5A逐渐减少至0.5～1A，两个碳靶电流从0A逐渐增至2.5～3.5A，氩气流量由20～30sccm逐渐增至40～45sccm，沉积时间为0.8～1.5h，形成碳-钛过渡层；

4）钛靶电流保持为0.5～1A，两个碳靶电流保持为2.5～3.5A，氩气流量保持在40～45sccm，由0～-50V的低偏压逐渐增至-100～-150V的高偏压，偏压调节频率为0.5～1V/min，沉积时间为2.5～3.5h，形成含钛非晶碳顶层，得到非晶碳复合涂层。

8.根据权利要求7所述的非晶碳复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1）中，两个碳靶以旋转工作台为中心对称放置，钛靶位于两个碳靶的连线的中垂线上，碳靶与基体和钛靶的距离与基体的距离相等，为5~15cm，旋转工作台的转速为3～5rpm。

9.根据权利要求7所述的非晶碳复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1）中，将腔体预抽真空至10^-4～10^-3Pa，通入氩气，氩气流量控制在25～35sccm，在-450~-550V的偏压以及0.2～0.5A的钛靶电流和0.2～0.5A的碳靶电流下预溅射20～30min。

10.根据权利要求7所述的非晶碳复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述碳靶为石墨靶。